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カニ中腸腺の蛋白質分解酵素

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Academic year: 2021

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(1)Title. カニ中腸腺の蛋白質分解酵素. Author(s). 伊藤, 裕三; 小沢, 成子; 帆保, 圀雄. Citation. 北海道教育大学紀要. 第二部. A, 数学・物理学・化学・工学編, 21(2) : 66-72. Issue Date. 1971-02. URL. http://s-ir.sap.hokkyodai.ac.jp/dspace/handle/123456789/5931. Rights. Hokkaido University of Education.

(2) . Vo l .21 ,2 , No. I A) Sect i i do Univer i i lo f Hokka on l ty of Educat on( Journa s. February l971. 種々のカニ類中腸腺の蛋白質分解酵素 1 ,. カ ラ ム ク p マ ト グラ フ ィ ー と 電 気 泳 動曽. 伊 藤 格 三・小 沢 成 子・帆 保 図 雄 北海道教育大学釧路分校化学教室. he Hepatopancreas of Various Crabs. Proteolyt i c Enzyme fro・n t d E1 s 1 l ect rophores . Column Chromatography an Yasuzo 工To, Shigeko ozAWA and Kuni o HOBo f Educat i k i h k i d U i H ty o h B ー K i on chemi L b er s o n v r o a n c as。ry ca a or , us ro a ,. Abstract l de6ned. ins have been wel i i The phys i ryl ) s an t es of mam mal cal propert cal and chemi DEAE.Sephadex .hi th the chro ーmatography done by a Sephadex G一50 s wi s report dea1 , i 1u1ose membrane- e1ectrophores s th a di A-25 and CA小Sephadex c-25 and Wi sc- and acetyl ce1. i i行ed proteolyt t sol edf rom the hepatoPancreas of various crabs (Pの′””- c enzyme i a ofthe I )ur G郷) 物odes mブ Z s(打. M”犯 Edz加γdB鰹Z ム‘ ) s タ 2 c棚疑似 (丁”錦粥s ,and β〆””の , Pαγα妨兎odes b焔諺Pe Z(& mi df 省 言 . ) ) び那 ‐ sのめeC虚 ・. 論. 緒. i in ryps n 等 の 物 理 的, 化 学 的 諸 性 質 は 古く か ら多 く 陸棲哨乳動物, 特に高等動物の tryps ,chymot i h れた また の研究者達によって詳細に研究され報告さ , 水棲哨乳動物の鯨の腫 臓の tryps n, c ymo‐ . )の一連の研究があり その諸性質及び既知哨乳動物の trypsin, in については 松岡・小出等1 tryps , , i t s n の性質との比較結果も報告された. 更にまた, 魚類について各臓器中の蛋白質分解 chymo r yp )等 により討論された. 一方 無脊椎動物の アメリカザリガニ ) 小出4 ) 大城8 酵素について 新井2 , ,. )に よ り in-様 酵 素 の 分 離 精 製 は 矢 後5 ryps ) の中 腸 腺の t s c超γ厩 (GZRARD) 7 2蹴 れ‘ (Pm m7 , ま た ) R Z l l h i i ing6 な 酵 素 の 詳 細 研 究 t -様 は 溺 Z Z t e s n c r a s n 0 中の r w 6 h e ) a o a ) の d S れ y p ( の z β s l p r ′ e . c ay s. 略字 L動物の 等によ って行なわれ, この酵素の1. in tryps. の性質との比較検討もなされた. 更にまた,. in-様 酵 素 に つ い て の 精 製 及 び唖 乳 動 物の t ryps ) の hepa eas 中 の t s opancr z f ⑦”g ss郷がer エ ビ (Pe ’ z ‘ 7 ) in の性質との比 較は B. T. Ga t es 等 に よ っ て 速 報 され た. 更 に, 無 脊 椎 動 物の 昆 虫, 微 生 tryps ) in-様 酵 素 に つ いて も報 告 さ れ た8 物類の tryps .. ・ ! ・ Z 粥s Z 2 s物鰭Zm (丁 ) ) の中 腸 odgscの’ e s , 著 者 等 は, 1964 年 以 来, 甲殻 類特 に タ ラ バ ガニ (Pの 〆訪ね. 腺中に含まれる蛋白質分解酵素について研究を行ない, その酵素を結晶状に分離し, 二, 三の性 質. ) 更 に ハ ナ サ キ ガニ (Pαγ餌Z物odes るだ災Pe z ムに”s s(且. 肌”りe E叱りαγdese ) ) に つ い て 報 告 した9 , , ,. ※ この報告の一部は, 日本化学会北海道支部大会・函館(昭和43年7月)に於いて発表した, (66).

(3) . 第21巻 第2号. ・. 北海道教育大学紀要 (第2部 A). 昭和46年2月. 〆 ) の中腸腺中に含まれる蛋白質分解酵素をタラバ ガニの場 ケ ガニ (β〆 ; ”αc〆 z ‘ sZ g物αを”(Bγαれ端) s. ‐ プリ 合と全く同一の条件で分離精製し, 得られた酵素のカ ゼイ ンに対する分解の様子をフィ ンガ . o l ) ント法で検討し, これら三種類の酵素について比較を行なった .. この報告はハナサキガニ及 びケ ガニの中腸腺中に含まれる蛋白質分解酵素を従来通りの方法でア. セ ト ン粉 末 と した も の を 試 料 と し, セ フ ァ デ ッ ク ス G-50 , DEAE-セ フ ァ デ ッ ク ス A‐25 及 び CM‐セ フ ァ デ ッ ク ス‘C‐25 の カ ラ ム ク ロ マ ト グラ フィ ー の 結 果 と, ア セ チ ルセ ル ロ ー ス 膜 電 気 泳 動 及 び デイ ス ク 電 気泳 動 の 結 果 に O い て 述 べ た も の で あ る, 比 較 対照 と して カ ラ ム ク ロ マ ト グ ラ フ. ィ ー で は タ ラ バ ガニ よ り 精 製 した ア セ ト ン粉 末 を, ま た, ディ ス ク 電 気泳 動 に は 市 販 の trypsin を 用 い た,. 実験試料及び方法 r 68露” 云卿de )及 び ケ ガニ(E卿 伽cr ) si s e ’ 2 s 彰 の 幼β s(互. Mdw解deseZLZに“s z 【 ハ ナサ キ ガニ(Pα加島. d z ) ) は1968年9月から10月にかけて白糠町沖で漁獲されたもので, 水揚げ後直ちに ドライ (βγα 2 7. アイ スで凍結 して研究室に持ち帰り中腸腺を採取し, 再び ドライ アイ スで急速に -20oC で凍結貯 )方 法 蔵 した も の で あ る. アセ ト ン粉 末 に ま で 調 製 す る 方 法 は, タ ラ バ ガニ に つ い て 既 に 報 告 した9. 2 8~7 15リ ン酸緩衝液 ( )を 加 え 24 と全く同一の操作によった, 即ち, 中腸腺に3倍量の M/ PH 6, , o ~48 時 間 1o C 以下で抽出, 次いで酢酸鉛処理, 硫安分別, アセトン分別を行なって得たもので あ る, こ の よ う に して 得 られ た標 品 は タ ラ バ ガニ の も の と ほ ぼ 同 一 の 活 性 を 有 して い た, こ の 標 品. r Z ・ ) ) の 酵 素 は 当研 s es z z f を 今 回 の実 験 試 料 と して 用 い た. タ ラ バ ガニ(P解α産物oαescの”高弟 鰭Zm (四r. l in は Mer 究 室 で先 に 調 製 した 標 品 を用 い た, t ryps c ( 製品 を用 い た.. t 酵素 活 性 の 測 定; Kuni z のカゼイ ン消化法を用い 280m” の 吸 光度 で 求 め た. 即 ち, M/捲 り l に 1 % カ ゼイ ン( 8 15 リ ン酸緩衝液 l ml を加え 370 ) -M/ l ン酸緩衝液に溶かした酵素液 ln PH 6 ,. C で1 11 を加え 44M 三塩化酢酸 51 1 0分間反応を行なった. 次に 0 , , 室温で数時間放置後櫨遇. 80m” における吸光度を求めた. 酵素の比活性は酵素蛋白質 l mg 当り 280 m” し, そ の 鹿 液 の 2. で1分間に変化 した吸光度で表わ した. 吸光度の測定は日立製分光光度計139にて測定した, 蛋 白 質 の 定 量; ミ ク ロ ゲル ダ ー ル 法 及 び 280 m〆 における吸光度から求めた.. d, 製 Separax を用 い, ベ ロ ナ ー ル 緩 衝 ア セ チ ルセ ル ロ ー ス 膜 電 気 泳 動;J6k6 Sangyo Co , Lt 0 0 6 及び 8 ) で 行 な っ た. 0 ) 及びクエ ン酸緩衝液 ( ) リ ン酸緩衝液 ( 液( PH 6. PH 7 PH 8. . .. , 3 ) ディ スク電気源動; ミツミ科学産業株式会社製の装置を用い, トリスー グリシン緩衝液 ( PH8 ,. で 行 な っ た.. 0 8x20cm) は 予 め M/15 カ ラ ム ク ロ マ トグラ フイ ー 用 力 ラ ム の調 製; セ フ ァ デ ィ ク ス ー G-50 ( ,. 8 )で20分 8 ) で平衡に保った後に用いた, 溶出は M/馬 リン酸緩衝液 ( リ ン酸緩衝液 ( PH6 PH 6 , . l 8 0 2 5 の吸光度を日立製分光光度計で測定 溶出液の蛋白質は m の流出速度で行ない 間に m ” , ,. し, 酵素活性は溶出液の l ml を 用 い て 前 述 の 方 法 で 測 定 した, DEAE-セ フ ァ デ ッ ク ス A‐25 及 15 リ ン酸緩衝液で平衡にさ び CM-セ フ ァ デ ッ ク ス C-25 は セ フ ァ デ ッ ク ス G‐50 と同様に M/ 8 )及びこれに順次食塩を加えて行 なっ せた後に用いた. カラムからの溶出はリ ン酸緩衝液 ( PH 6 , た, 蛋白質の定量及び酵素活性の測定はセファデックス G-50 のときと同様である, 1 5リン酸緩衝液に溶か しその全量をまずセフ ァ カ ラ ム ク ロ マ トグラ フ ィ ー; 試 料 の 一 定 量 を M/. デ ッ ク ス G‐50 のカラムに供した, 溶出液中の活性区分を集め, 低温で減圧濃縮し, その濃縮液を DEAE-セ フ ァ デ ッ ク ス A‐ 25 に供した. 前記同様溶出液中の活性区分を集めて濃縮し, 更に CM- セ フ ァ デ ッ ク ス C-25 に 供 した.. (67).

(4) . VO1 ,21 ,2 , No. do Uni i i ion ( Sec i t Journalof Hokka ty of Educa t on 口 A) ver s. Februa・y l971. 実験結果並びに考察 第1表 実験試料として用いた酵素の種類. 本 実 験 に 供 した 三 種 の 力 二 の 標 品 の 詳 細 は 第 1 表 に 見 る 通 り で あ る. 第 1 表 か ら, ア セ ト ン分 別. 種 類 3 mg で 得 た タ ラ バ ガニ の 酵 素 は, 9 , , 比 活 性 21.6 タラバガニ 4 mg 皿iqmg 加 記m, ハ ナ サ キ ガニ の 酵 素 は 10 , ,. 比活性 20.9unit/mg protein, ケ ガ ニ の 酵 素 は 9.3 9uni t n lg, 比活性 18 /mg protein で あ っ て, ほ ,. 鎚. 蛋白質量 mg. 比 活 性. in /mg pro t t uni e. 6 ,. 9 ,. ハ ナ サ キ ガ ニ 10 ,4 ヶ. ガ. 二. 20 .9. 9 ,3 -. 18 .9. 備. 考. 6縫鰯是 1 9 1968年 9月 白糠 沖産 同. 上. ぼ同程度の活性を有するものであった. またこの. 標品はアセチルセルロース膜電気泳動及びディ スク電気泳動で共に単 一であることが示された, こ の結果は第4図, 及び第5図に示した.. セ フ ァ デ ッ ク ス G-50 , DEAE‐セ フ ァ デ ッ ク ス A 25. 及び. CM-セ フ ァ デ ッ ク ス C‐25 の結果は. 夫々第1図, 第2図及び第3図に示 した. 第1図から第3図までに示した結果から, タラ バ ガニと ケ ガニ で は セ フ ァ デ ッ ク ス G-50 では二成分に分かれた が酵素活性の大部分は最初に溶出される区. 分 に 認 め られ た, ハ ナ サ キ ガニ で は 一 成 分 の み で あ っ た, DEAE-セ フ ァ デ ッ ク ス A‐25 カ ラ ム で. 3~0 4M で溶 出 さ は ケ ガニ はそ の ま ま 通 過 して しま っ た が, タ ラ バ ガニ では 溶 出 液 の 食 塩 濃 度 0 , , M 0 3 で溶出される区分とが認められ, れた ハナサキガニではそのまま通過する区分と食塩濃度 ,. , 3M で溶出される両方の区分に酵素活性が認められた, 尚タラバ ガニ そのまま通過する区分と 0 , 3M で溶出 した区分は更に二区分に分かれたので, いずれの場合も最 及びハナサキ ガニの場合 0 , 初の区分を A. , 後の区分を A2 と した.. 以 上 の 結 果 か ら電 荷 を 替 え た CM-セ フ ァ デ ッ ク ス C-25 では反対の現象が認められるのではな. いかと考えたが, 三種のカニの酵素は全部そのまま通過した.. カ ラ ム ク ロ マ ト グラ フ ィ ー に 供 した 試 料 の 酵 素 活 性 を 100 と した と き の各 カ ラ ム ク ロ マ ト グラ フ. ( u き o 鴬 ) 選 米 蒙. ハナサキガニ. ケガニ. 試験管教. 第1図 各種カニ酵素のセファデックス G‐50, カ ラ ム ク ロ マ ト グ ラ フ ィ ー 5x30cm, M/15 リン酸緩衝液で平衡( 8 セ フ ァ デ ッ クス G‐50 カ ラ ム 1 ) PH 6 . . , 緩衝液で藩出 -- 蛋白質 280m” における吸光度の変化によって求めた) …… 酵素活性( (68).

(5) . 6年2月 昭和4. 北海道教育大学紀要(第2部 A). 第21巻 第2号. 1 1. V I. 1 =. N. V. ニ 、憎カ ′. ( M 音h o m N ) 選 択隊. 5 0 ,- ー. ,. m. 4 o巨. l o o. ~. v. 1 5 0. 試験管数. ( ュ. ミ 。 M N ) 型米 隊. , ,, 50 試験管数 v m w 鰹 各種カニ酵素の DEAE-セ フ ァ デ ッ ク ス A‐25, カ ラ ム ク ロ マ ト グラ フィ ー 2×3 0cm, 緩衝液で溶出 DEAE‐セ フ ァ デ ッ ク ス A‐25 カ ラム 1 . 二 一「 蛋白質 1. 第2図. 280m” における吸光度の変化によって求めた) …… 酵素活性( 0 0 0. ( きh o m N ) 準 米豪. 2 0 ,. タラバガニ---. ハナサキガニ. ケガニ. 第3図 各種カニ酵素の CM‐セフ ァ デ ッ ク ス C 25 カ ラ ム クロ マ ト グラ フ ィ ー 2×3 0cm, 緩衝液で溶出 CM-セ フ ァ デ ッ クス C 25 カ ラ ム 1 ,. -- 蛋白質. 28 0m” における吸光度の変化によって求めた) …… 酵素活性( (69).

(6) . . VO 1 ,21 .2 , No. lof Hokka do Uni Journa i i i Sect i IA t t r s ve on( on l ) y of Educa. ィ ー 後 の 相 対 的 活 性 は 第 2 表 に 示 した.. ァセチル セルロース膜電気泳動の結. February l971. 第2表 各クロマトグラフ 各ク ィーからの酵素の相対的活性. 対 的 活 性 セフ デ セフ クス ァデックス ァ ッ カラムに供する前 カラム G-50 A‐25 ※ ・ 3 7 ) .90(AI 100 127 で, 泳 動 条 件 は 0 41 美 ,31 1 ・A/cm, 30~40 タ ラ バ ガ ニ 108 ) . .33 A2 美 135 41(AI ) . 100 154 0 7 t / vol cm 5 分 間 で あ っ た, 染 色 は ボ ン ハナサキガニ , 美 47 ) .85(A2 ソ ー 3R‐三 塩 化 酢 酸 溶 液 を 用 い た 第 ヶ 100 63 85 61 72 ガ ニ . . . 4 図 に 示 した 結 果 か らは 三 種 と も 単 一 ※ 第2図参照 果 は 第 4 図 に 示 した 試 料 は セ フ ァ デ . 50 に 供 した の と 同 一 のも の ッ ク ス G-. 種. 相. 類. 成分から出来て いるように考え られ , 三種間の電荷の差は タラバ ガニ ハナサキガニは類似し ケガニが多少 異なっていると考えられ , , る.. ディ スク電気泳動の結果は第5図に示 した 市販の Merck 製 trypsin を 対 照 と して用 い た こ . .. ・ ; . 0 pH 8 .. .. H 7 0藍 叫 謝 p 日6 p 1. r. 馨 1 ゴ. +. I. ‘. fニ タ ラノミカ. 『. w. で. I. .. ハナサキガニ 第4図. ケ. 各種カニ酵素のアセチルセルロース腹電気泳動 4mA/ 0~4 0vo l 泳動条件 0 / t cm,3 cm,5分間 .. . . -. . - 一 タ ラ バ ガニ ハ ナサ キ ガ ニ. 第5図. - が. ケ ガ ニ. ト. ソ. 各種カニ酵素のディスク電気泳動 6 ゲ ル, 8mA/ゲ ル, 250V,30 分 間 泳動条件 pH 8 . (70). 、 ガ. ・.

(7) . 1巻 第2号 第2. ′ ′. 北海道教育大学紀要 (第2部 A ). 6年2月 昭和4. 1 ) 6 ゲル を 使 用 して, 永 井 の 記 載1 の結果 三種とも単一成分から出来ていることが認められた,PH 8. in によく用いられる pH 4 0 ゲルをも試みたが ゲ ryps の条件と同 じに して泳動を行なった. 尚 t . , 1 )と は 比 較 出 来 な か っ た ま た タ ラ バ ガニ と ケ ガニ を 混 合 して ル の 調 製 を 改 良 した の で 永 井 の 報 告1 ,. 試料とし同一条件で泳動を行なったが, アセチルセルロース膜の場合と異なり両者は分離せず一つ 6 ゲルは 分離用 ゲルも濃 縮用 ゲル の成分のみ しか現われなかった. ディ スク電気泳動用の pH 8. ,. も処方通りで ゲル化したが, PH 4.0 ゲルは処方通りではゲル化が進まなかった. そこで TEMED. L (N,N,N′ ,N テ トラ メ チ ル エ チ レ ン ジ ア ミ ソ) の 混 合 比 を変 えて ゲ ル を 調 製 した,. 以上の実験結果から, 三種の力二の中腸隊に含まれる蛋白質分解酵素にはほとんど差を認めるこ とは出来なかった. ただ DEAE-セ フ ァ デ ッ ク ス A-25 及び Separax の 挙 動 か ら, タ ラ バ ガニ と ハ ナ サ キ ガニ の グ ル ー プと ケ ガニ の グル ー プに 分 けて 考 える こ と が 出 来 る の で は なし・か と 考 え る.. 今回の実験 に供した試料は両電気泳動的には均一であることが確かめられた, in‐様 酵 素 で あ る か どう か 問 題 で あ る. タ ラ バ ガニに つ い て は 既 に 報 告 した これらの酵素 が tryps in-様 酵 素 と 考 え られ る ハ ナ サ キ ガニ ) 9 通り , SH-基修飾試薬により影響されなかったので tryps , . 2 ) Ser-酵 素 ケ ガニ に つ い て も 二, 三の SH-基 修 飾試 薬 に よ っ て 影 響 さ れ な い こ と が 認 め られ たi .. であるか どうかは三種の酵素について日下検討中であり, これらの事柄は後日詳細に報告する. またアミノ酸組成, 両末端残基等についてはタラバ ガニについて定性的な知見を得ているが他の 二種 に つ い て は ま だ 行 な っ て い な い,. 約. 要. 1 ) 白糠沖で漁獲されたハナサキガニ, ケガニの中腸腺から, 当研究室で考案した方法で蛋白質. 分解 酵 素 を 分 離 し, そ れ を試 料 と して カ ラ ム ク ロ マ ト グラ フ ィ ー, ア セ チ ル セ ル ロ ー ス 膜 電 気 泳. 動, ディ スク電気泳動等を行なった. 2 ) 対照に当研究室で予め調製 したタラバ ガニ中腸腺の蛋白質分解酵素を用い三者を比較検討し た. そ の 結 果, カ ラ ム ク ロ マ ト グラ フ ィ ー, ア セ チル セ ル ロ ー ス 膜 電 気泳 動 の 挙 動 か ら, タ ラ バ ガ ニ ハ ナ サ キ ガ ニ の グル ー プ と ケ ガニ の グル ー プに 分 け られ る よ う に 考 え られ た.. 3 ) この実験に用いた試料は三種とも電気泳動的に均一であっ た.. 試料の採取に協 力下さった白糠漁業協同組合, 並びに釧路水産試験場 阿部 晃 治 技 師 に 深 謝 す る.. また, 本論文の御校閲を賜わった本学 (函館分校) 教授 奈良盛博士, 並びにアセチルセルロー ス膜電 気泳動の実験に協力頂いた酒井千鶴子嬢に深謝する,. ・ ・ ・ ・ ′ ・ ノ. . r ; . ・ : ・ ・ 〉 く 、 ● } > ● ● ノ ● . く ・ ・. ± モ. ・ ・ : ヂ r ・ .. } . ● 、 ・ 」. 献. 文 1 ) 2 ) 3 ) 4 ) 5 ). ′ 、 . . 、 . ′ く 」 ′. 4年10月)講演, 日本水産学会(於仙台 昭和4 松岡芳隆, 小出 醇, 同上シンポジウム講演, 新井健一, 同上, 大城善太郎, 同上, 小出 醇, 0 9 8( 196 2 2( 1 95 2 ) ) 生化学, 31 矢後 純, . ,13 ,7 ,3. d f C βi 膨 “ i 28 12 5 1969 G P i d ) l l ing 6 ) R. Zwi , , ,an 日.Sonneom, の“〆. の 鯛, ヴsoん , 7 ( . . ae erer 9 P 0( 1 6 8 dj T d 2 7 7 7 i R ) G γ t e ; z の e sa n r e s 7 a v ) B,J , , , , , , , , ど Z 1965 l i ) gd 弾けs り 8 sh akr shna and F, W, Fi ) R, R, Ba , , , 鰯s ,11 ,961( , ノ. (7Z). r ・ Y }. { < . ー ′ 、 . ) ; . ・. ; . ・ ・.

(8) . \bー .2 ,21 , NO. l。f H0kka i do Uni i f Educat io Sec t i Journa t s ver ー ー( on .I A) yo. Febtuary l971. i l i t 1962 1963 9 t 6 ) t ′ ) ) T,Sa a and Y, & 奮起/ o shihara , 超ゑ , Soc &′ , , , β”” ,28 ,1015( ,942( , Y.Ma ,29 , Y,l. 92(昭40 ) 10 ) 伊藤格三, 北海道科学研究成果報告, 第7集, 1 . 96 1 7 ) 1 1 ) 永井 格, 蛋白・核酸・酵素, 別冊 IX,3( , 12 ) 伊藤格三, 未発表.. (72).

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